Устройство для управления тиристорным преобразователем

1 ш 752744 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сСова СоеетсннхСоцналнстнчссннхРесп",."лнн(45) Дата опубликования описания 30.07.80(71) Заявитель Особое конструкторское бюро станкостроенияГосудаостеенный комитет (23) Приоритет Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения, электроприводах и других устройствах подобного назначения.Известно устройство для управления пре образоватслем, содержащее соединеные последователи но синхронизатор, блок временнбй развертки, компаратор и блок логики. Вход синхронизатора соединен с сетью переменного тока. Устройство содержит блок 10 задания, выход которого подключен ко входам ключей управления и к другим входам компаратора. Выходы ключей управления соединены с управляющими входами синхронизатора. 15В данном устройстве импульсы синхронизации формируются в момент окончания или положительных, или отрицательных полупериодов фазных напряжений и служат для запуска генератора пилообразного на пряжения, который вырабатывает пилообразное напряжение длительностью в 120 эл. град. Переключение импульсов синхронизации прн реверсе производится по сигналу, поступающему из ключей управления в за висимости от знака управляющего напряжения. В компараторе происходит сравнение управляющего напряжения и текущего напряжения генератора пилообразного напряжения и формируется отпирающий им пульс. Блок логики распределяет отпирающпе импульсы по соответствующим тиристорам.Данное устройство обеспечивает полную симметрию отпирающих импульсов как внутри групп, так и между группами (т. е. при реверсе) с одновременным упрощением электрической схемы. Однако оно обладает ноннкснными быстродействием и надежностью, Кроме того, недостатком устройства является ограниченность диапазона изменечия фазы отпирающих импульсов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления тнристорным преобразователем, содержащее блок задания, блок задержки, дешифратор, синхронизатор и распределитель импульсов. Один выход синхронизатора подключен ко входу блока задержки, а остальные выходы - к первой группе упраьляюшнх входов распределителя импульсов. Кроме того, первый выход блока задания подключсн к управляющему входу блока задержки, а второй ко входу дешифратора. Выходы дешпфратора подключены ко второй группе управляющих входов распределителя импульсов.Данное устройство обеспечивает полную симметрию выходных импульсов и расширение диапазона изменения фазы отпираю3щих импульсов до 180 эл. град, за счет преобразования в блоке задания сигнала управления, определяющего угол отпирания тиристоров в два кода.Недостатком данного устройства является пониженное быстродействие, заключающееся в том, что при скачкообразном увеличении сигнала управления, переводящем угол отпирания тиристоров в следующий больший поддиапазон (например, при отсчете угла влево от конца соответствующей полуволны из поддиапазона 0 - 60 эл. град в поддиапазон 60 - 120 или 120 - 180 эл, град) происходит пропуск отпираю- щего импульса на тиристор текущей фазы (если на него не был подан отпирающий импульс до момента увеличения сигнала управления). Вторым недостатком является невысокая надежность,Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности работы устройства управления тиристорным преобразователем при сохранении диапазона изменения, а фазы отпирающих импульсов до 180 эл. град.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем снабжено тремя двухвходовыми элементами И, трехвходовым элементом ИЛИ и двухвходовым элементом ИЛИ, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход к первому выходу дешифратора кода, выход элемента И подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены ко второму и третьему выходам дешифратора кода, первый вход второго элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход - ко второму выходу дешифратора кода, выход второго элемента И подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему выходу дешифратора кода, первый вход третьего двухвходового элемента И подключен к выходу блока задержки, а второй - к третьему выходу дешифратора кода. При этом выход трехвходового элемента ИЛИ, выход двухвходового элемента ИЛИ и выход третьего двухвходового элемента И подключены к управляющим входам распределителя импульсов,На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - диаграмма его работы.Устройство содержит блок задания 1 с двумя выходами, блок задержки 2, дешифратор кода 3, синхронизатор 4, распределитель импульсов 5, двухвходовые элементы И 6, 7 и 8, трехвходовый элемент ИЛИ 9 и двухвходовый элемент ИЛИ 10. Первый выход 11 блока задания 1 подключен к управляющему входу блока задержки 2, второй выход 12 блока задания 1 подключен ко входу дешифратора кода 3. Выход 13 синхронизатора 4 подключен к другому вхо 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 ду блока задержки 2, а группа выходов 14 синхронизатора 4 подключена к первой группе управляющих входов распределителя импульсов 5. Вьход блока задержки 2 подсоединен к первым входам элементов И 6, 7, 8, Второй вход элемента 6 подключен к выходу 15 дешифратора кода 3. Выход элемента 6 подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ 9, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам 16 и 17 дешифратора кода 3. Второй вход элемента 7 подключен к выходу 16 дешифратора кода 3. Выход элемента 7 подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ 10, второй вход которого подключен к выходу 17 дешифратора кода 3. Второй вход элемента 8 подключен к выходу 17 дешифратора кода 3. Выходы элемента И 8 и элементов 9, 10 подключены ко второй группе управляющих входов распределителя импульсов 5, выходы которого являются выходами устройства.Устройство работает следующим образом.Синхронизатор 4 вырабатывает временную развертку (фиг. 2,б), синхронизированную с моментами переходов через нуль напряжений фаз А, С, В, А, С, В, (фиг. 2, а) Эта развертка непрерывно поступает с выхода 13 на вход блока задержки 2. Сигнал задания формируется блоком задания 1 и разбит по уровню на три поддиапазона, число которых соответствует числу участков временной развертки, укладывающихся в полупериод напряжения сети переменного тока. Сигнал внутри поддиапазона формируетея блоком задания 1 на выходе 11 (фиг. 2,в). Максимальная амплитуда этого сигнала соответствует максимальной амплитуде временной развертки. Сигнал на выходе 10 соответствует количеству полных поддиапазонов, содержащихся в сигнале задания (фиг. 2,ж). Сигнал с выхода 11 поступает на управляющий вход блока задержки (2, а) сигнал с выхода 12 - на вход дешифратора кода 3.В момент совпадения величины . сигнала задания, сформированного блоком задания 1 на выходе, 11, с мгновенным значением временной развертки блок задержки 2 формирует на своем выходе передний фронт импульса, задний фронт которого совпадает со следующим моментом перехода через нуль напряжений фаз, который одновременно является моментом сброса в начальное состояние временнбй развертки. Сформированные импульсы поступают на первые входы элементов И 6, 7 и 8.Дешифратор кода 3 формирует на выходе 15 сигнал, соответствующий первому поддиапазону сигнала задания (фиг. 2,е), Наличие сигнала на выходе 15 означает, что требуемый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от 0 до 60 эл, град.55 60 65 На выходе 16 дешифратор кода формирует сигнал соответствующий второму поддиапазону сигнала задания (фцг. 2,ж). Наличие сигнала на выходе 16 означает, что трсбусмый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от б до 120 эл. град. На выходе 17 дешифратор кода формирует сигнал, соответствующий третьему поддиапазоцу сигнала задания (фцг, 2,з). Наличие сигнала ца выходе 17 означает, что требуемый угол отпирания тцрцсторов находится в диапазоне от 120 до 180 эл. град.С выхода 15 дсшцфратора кода 3 сигнал поступает на второй вход элемента 6, который на своем выходе формирует сигнал, поступающий на первый вход элемсцта 9, на два других входа которого поступают сигналы с выходов 16 и 17 дешифратора кода 3. Элемент 9 формирует на своем выходе сигнал Х (фиг. 2, и).С выхода 16 дешифратора кода 3 сигнал поступает ца второй вход элемента 7, который на своем выходе формирует сигнал, поступающцй ца первый вход элемента 10, на другой вход которого поступает сигнал с выхода 17 дешифратора кода 3. Элемент 10 формирует ца своем выходе сигнал У (фиг, 2,к),С выхода 17 дешифратора кода 3 сигнал поступает на второй вход элемента 8, который на своем выходе формирует сигнал 2 (фиг. 2, л). Если требуемый угол отпирания тиристоров находится в дцапазоне от 0 до 60 эл. град, (на выходе 15 имеется сигнал Рь то сигнал Х на выходе элемента 9 представляет собой требуемый угол отпирания ср, что соответствует сигналу на выходе 11 блока задания 1, а сигналы У и 2 отсутствуют. Если требуемый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от 60 до 120 эл. град., то сигнал У на выходе элемента 10 представляет собой величину (ср - 60) эл. град, что соответствует сигналу на выходе 11 блока задания 1. Одновременно на выходе элемента 9 непрерывно присутствует сигнал Х, а сигнал на выходе элемента 8 отсутствует, Если требуемый угол отпирания тирцсторов находится в диапазоне от 120 до 180 эл. град., то сигнал на выходе элемента 8 представляет собой величину (ср в 1) эл. град., что соответствует сигналу на выходе 11 блока задания 1. Одновременно на выходе элемента 9 и 10 непрерывно присутствуют сигналы Х и У.Сигналы Х, У и Л поступают на вход распределителя импульсов 5. Сигнал Х управляет прохождением отпирающих импульсов на те тиристоры, для которых фаза напряжения изменяется от 0 до 60 эл. град., если фазовый угол отсчитывать влево от конца соответствующей полуволны. Сигнал У управляет прохождением отпирающих импульсов на те тиристоры, для которых фаза напряжения изменяется от 60 до 120 эл. 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 град., а сигнал 2 прохождением отпирающцх импульсов на те тиристоры для которых фаза напряжения изменяется от 120 до 180 эл. град. Распределитель 5 из сигналов Х, У и Л формирует отпирающие импульсы ц распределяет пх по тиристорам в соответствии с сигналами, поступающими в распределитель с выходов 14 синхронизатора 4.На фиг. 2, в, д, в момент 1, показан скачок спиала зад;цшя цз первого поддиапазоца, соответствующего углам от 0 до 60 эл, град., во второй поддцапазон, соответствующий углам от 60 до 120 эл. град. Скачок показан ца участке изменения фазы Л от 60 до 0 эл. град.В данном устройстве после скачка отпирающий импульс немедленно пройдет на тцрцстор фазы А (фцг. 2,л). В устройстве- прототипе в этом случае будет пропуск отпцрающего импульса на тцрцстор фазы А. Аналогичная ситуация поазана ц в момент 6 (фцг. 2, в, д).Таким образом, данное устройство обладает более высоким быстродействием по сравнению с устройством-прототипом.Далее, в результате, динамических изменений периода сети сцнхроннзцрующцй импульс, устанавливающий временную развертку в начальное состояние, может прцйтц до момента ее окончания, как показано в момент 1 (фцг. 2,в). В связи с этим прц требуемых углах отпирания, несколько больших величины и,к 60 эл. град. (и=1,2), происходит пропуск импульса в сигнале К, вырабатываемом блоком задержки 2 (фцг.2,г). Однако это не приведет к пропуску отпцрающпх импульсов, т. к. онп будут сформированы сигналом Х (илц У) на следующем 60-тц градусном участке фазы.1 хроме того, цз вышесказанного следует, что такое устройство обеспечивает формирование отпцрающцх импульсов при случайных отказах блока задержки 2.Таким образом, данное устройство обладает более высокой надежностью по сравнению с прототипом. Прц этом оно также обеспечивает диапазон изменения фазы отпирающцх импульсов до 180 эл. град. и полную цх симметрию как внутри групп, так ц между группами. Формула изобретения Устройство для управления тцрцсторным преобразователем, содержаще блок задания, выходамц подключенный ко входу дешифратора кода ц к управляющему входу блока задержки, другой вход которого подклсчсц к выходу синхронизатора, другимц выходамц подключенного к управляющим входам распределителя импульсов, отлич а ю щ с е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы оно снабжено тремя двухвходовымн элемента752744 Рог,1 м ПО Поиск каз 1461/18 зд.389 ираж 798 Подписное Типография,пр. Сапунова,1 аиг 7 ми И, двухвходовым элементом ИЛИ и трехвходовым элементом ИЛИ, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход - к первому выходу дешифратора кода, выход элемента И подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены ко второму и третьему выходам дешифратора кода, первый вход второго элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход - ко второму выходу дешифратора кода, выход второго элемента И подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему выходу дешифратора кода, первый вход третьего двухвходового элемента И подключен к выходу блока задержки, а второй - к третьему выходу дешифратора кода, при этом выход трехвходового элемента ИЛИ, выход двухвходо вого элемента ИЛИ и выход третьего двухвходового элемента И подключены к управляющим входам распределителя импульсов.